Nghiên cứu tái sử dụng nước thải giặt trong sinh hoạt cung cấp nước cho hệ thống thủy canh bằng rơm rạ

889 NGHIÊN CỨU TÁI SỬ DỤNG NƢỚC THẢI GIẶT TRONG SINH HOẠT CUNG CẤP NƢỚC CHO HỆ THỐNG THỦY CANH BẰNG RƠM RẠ Lâm Vĩnh Sơn, Nguyễn Thị Minh Phú Trường Đại học Công nghệ Tp. HCM TÓM TẮT Tận dụng các nguồn phế liệu và tái sử dụng nước đang là một trong những mục tiêu của ngành môi trường. Mục đích của nghiên cứu là sự khả thi khi thay thế rơm rạ khô làm giá thể và sử dụng nguồn nước thải giặt thay cho nguồn nước sạch trong hệ thống thủy canh động. Tiến hành mô hình thủy canh động với 2 loại rau (rau mầm và rau muống) khi thay nước cấp sạch bằng nước thải giặt rửa, nghiên cứu xác định được tính khả thi khi thay thế nguồn nước sử dụng trong hệ thống. Tiến hành sử dụng rơm rạ khô làm giá thể thay thế cho xơ dừa hoặc đất sạch (2 loại giá thể phổ biến trong trồng thủy canh),. Tiến hành lần lượt các tỷ lệ phân tầng lẫn phối trộn giữa rơm và xơ dừa để tạo ra hỗn hợp giá thể tối ưu nhất cho việc nhân rộng mô hình thủy canh trồng rau trong hộ gia đình. Cuối cùng là sự kết hợp giữa tỷ lệ tối ưu khi sử dụng nước thải giặt cho mô hình. Sau khi kết thúc các thí nghiệm, rau mầm đạt chiều cao hơn 15 cm và rau muống được 30 cm, tương đương với chiều cao rau ngoài thị trường. Kết quả kiểm nghiệm về các chỉ tiêu Asen, Chì, E.Coli và Samonella đều đạt QCVN 8- 2 và 8 – 3. Thông qua kết quả đã chứng minh được tính khả thi trong việc sử dụng rơm rạ khô cùng với nước thải giặt làm nguyên liệu cho hệ thống thủy canh động, góp phần trong việc hạn chế ô nhiễm môi trường đồng thời mang lại lợi ích kinh tế cao. Từ khóa: Nước thải giặt, rau mầm, rau muống, rơm khô, tái sử dụng, thủy canh động. 1. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Xác định sự khả thi khi sử dụng rơm làm giá thể thủy canh và nước thải giặt sinh hoạt làm nguồn nước cung cấp cho hệ thống. 2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Xác định khả năng phát triển của cây rau mầm trên giá thể mới là rơm khô được tưới nước cấp sinh hoạt bằng thí nghiệm gieo trồng thực tiễn. Tìm ra tỉ lệ phối trộn tối ưu giữa giá thể mới là rơm khô với giá thể truyền thống là xơ dừa bằng thí nghiệm gieo trồng thực tiễn Xác định khả năng năng phát triển của cây rau mầm trên giá thể truyền thống là xơ dừa được tưới nước thải giặt rửa trong sinh hoạt bằng thí nghiệm gieo trồng thực tiễn. Xác định khả năng năng phát triển của cây rau mầm trên giá thể tối ưu mới tìm ra và được tưới nước thải giặt rửa trong sinh hoạt bằng thí nghiệm gieo trồng thực tiễn. 890 3. NGUYÊN/VẬT LIÊU VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. Phƣơng pháp cụ thể – Phương pháp kế thừa – Phương pháp thực nghiệm – Phương pháp phân tích mẫu. – Phương pháp phân tích, tính toán, đối chiếu, xử lý số liệu bằng đồ thị excel. 3.2. Nguyên liệu Rơm rạ khô được lấy từ 5 nơi Huế, Quảng Ngãi, Bình Định, Bến Tre và Hóc Môn. Xơ dừa được lấy từ Bến Tre. Nghiên cứu sử dụng nước thải giặt từ bột giặt OMO. Hạt giống rau mầm và rau muống với nhãn hiệu Hapi Green. Hộp dinh dưỡng hiệu TC – MOBI của Công ty Cổ phẩn Ni Việt. Đây là hai hạt giống phổ biến và dễ trồng cũng như thời gian thu hoạch rất nhanh ở Việt Nam. Vật liệu: 2 bơm hồi lưu AP4500, 8 ống PVC 90 dài 1m được khoang 7 lỗ 60, 56 ly nhựa cao 100mm rộng đáy 55mm rộng miệng 65mm, thành đáy có xẻ rãnh rộng 3mm cao 20mm và 2 thùng chứa 20l. Hình 1. Bảng vẽ 3D các vật liệu thực hiện nghiên cứu 891 4. QUY TRÌNH THỰC HIỆN Hình 4.1. Quy trình thực hiện nghiên cứu 5. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Để đánh giá được ảnh hưởng của giá thể và việc tận dụng nước thải sinh hoạt đến khả năng sinh trưởng và phát triển của cây rau, các thí nghiệm thực tiễn được quan sát và đo đạc các thông số như chiều cao cây, số lá và các hiện tượng ảnh hưởng đến hình thái trong suốt thời gian tiến hành thí nghiệm. Sau khi thu hoạch lứa đầu tiên, tiến hành nhổ một số cây đại diện bằng cách nhổ cây nhưng không cho đứt rễ, sau đó rửa sạch rễ bằng nước sạch. Rau muống và rau mầm sau khi nhổ được để ráo nước, đo chiều dài thân cây (loại bỏ các sai số thô bạo) và đem đi phân tích độ ẩm, khối lượng khô, 892 5.1. Xác định khả năng phát triển của rau muống và rau mầm trên giá thể xơ dừa và đƣợc tƣới bằng nƣớc thải giặt Hình 5.1. Đồ thị biểu diễn sự tăng trưởng chiều cao của cây theo ngày khi sử dụng nước giặt và nước thải giặt của TN1 Bảng 5.1. Bảng tổng hợp các chỉ tiêu chất lượng của rau muống, rau mầm sau thu hoạch của TN1 Gieo đến nảy mầm (ngày) Mọc ra lá thật (ngày) Chiều dài rễ (cm) Năng suất lý thuyết (kg/m 2 ) Độ ẩm (%) Rau mầm nƣớc giặt 2 3 đến 4 8 đến 9 87.5 Rau mầm nƣớc cấp 2 4 đến 6 8.5 đến 10 86.2 Rau muống nƣớc giặt từ 3 đến 4 từ 3 đến 4 6 đến 8 5 đến 6.5 89 Rau muống nƣớc cấp từ 3 đến 4 từ 3 đến 4 6 đến 11 7 đến 9 87.2 0 0.2 1.5 5.6 15.2 -0.5 1.5 3.5 5.5 7.5 9.5 11.5 13.5 15.5 1 3 6 9 12 Rau mầm Nghiệm thức nghiên cứu Nghiệm thức đối chứng 0 0.5 2.9 5.1 8.7 13.4 16.1 19.8 23.1 25 27.9 0 4 8 12 16 20 24 28 1 3 6 9 12 15 18 21 25 28 31 C h iề u c a o c â y r a u ( C m ) Ngày gieo trồng Rau muống nghiệm thức nghiên cứu nghiệm thức so sánh 893 Kết luận: Qua bảng thống kê 5.1 cho thấy rau được trồng bằng nước sạch và nước thải giặt phát triển gần như tương đối nhau đối với rau mầm, nhưng rau muốn khi tưới bằng nước thải giặt phát triển mạnh hơn. Từ đây ta có thể dùng trực tiếp nước thải giặt cho hệ thống thủy canh động nói riêng và trồng cây nói chung mà không cần xử lý sơ bộ nguồn nước. Nếu được nhân rộng thì có thể áp dụng vào từng hộ gia đình, hoặc có thể áp dụng vào các khu tập thể, nhà hàng khách sạn (miễn sao trong nước không có dầu là được) 5.2. Xác định khả năng phát triển của rau muống và rau mầm trên giá thể xơ dừa và giá thể rơm khô cắt nhỏ Hình 5.2. Đồ thị biểu diễn sự tăng trưởng chiều cao của cây theo ngày khi sử dụng giá thể xơ dừa và rơm khô được tưới bằng nước sạch của TN2 Bảng 5.2. Bảng tổng hợp một số chỉ tiêu chất lượng rau muống và rau mầm sau thu hoạch của TN2 Gieo đến nảy mầm (ngày) Mọc ra lá thật (ngày) Chiều dài rễ (cm) Khối lƣợng cây (g) Năng suất lý thuyết (kg/m 2 ) Độ ẩm (%) Rau mầm xơ dừa 2 3 đến 4 1 đến 5 8 đến 9 87 Rau mầm rơm khô 2 4 đến 6 2 đến 5 8.5 đến 10 86 Rau muống xơ dừa từ 3 đến 4 từ 3 đến 4 6 đến 8 7 đến 10 5 đến 6.5 90 Rau muống rơm khô từ 3 đến 4 từ 3 đến 4 6 đến 11 9 đến 12 7 đến 9 88 Kết luận: Qua bảng thống kê 5.2 cho thấy rau được trồng bằng giá thể rơm khô phát triển tương đương nhau. Thời gian nảy mầm của xơ dừa ít hơn rơm khô nhưng khi đến ngày thu hoạch thì chiều cao thân, trọng lượng cây được trồng bằng xơ dừa đều thua so với rơm khô. Từ đó cho thấy, ta có thể tận dụng rơm khô để làm giá thể thủy canh thay có các vật liệu truyên thống như trước đây. 5.3. Xác định cách tỷ lệ giá thể xơ dừa - rơm khô phù hợp Với mục tiêu xác định khả năng phát triển tốt nhất của rau mầm và rau muống khi trồng trên giá thể phối trộn giữa truyền thống và nghiên cứu. Nhóm đã thực hiện gieo trồng theo 2 kiểu phối trộn đơn giản và phổ biến nhất là phối trộn trộn lẫn giữa rơm với xơ dừa theo thể tích 1:1, 1:2. 2:1 và phối trộn theo kiểu phân tầng gồm 2 tầng theo thứ tự từ dưới lên là rơm – xơ, xơ – rơm (mỗi tầng dày 3cm), 3 tầng theo thứ tự từ dưới lên là rơm xơ rơm, xơ rơm xơ ( mỗi tầng dày 4.5cm) Qua số liệu ta thấy được sự phát triển của cây rau muống và rau mầm trên giá thể trộn lẫn giữa rơm khô và xơ dừa theo tỉ lệ 1:2 cho cây phát triển tối ưu nhất. Chiều cao cây nghiên cứu chênh lệch so với cây đối 0 0.3 2.2 8 15.9 0 2 4 6 8 10 12 14 16 1 3 6 9 12 C h iề u c a o c â y r a u ( C m ) Ngày gieo trồng Rau mầm rau mầm nghiên cứu rau mầm đối chứng 0 0.3 2.1 4.9 8.3 10 14.4 18.5 23.4 24.2 25.8 -2 2 6 10 14 18 22 26 1 3 6 9 12 15 18 21 25 28 31 C h iề u c a o c â y r a u ( C m ) Ngày gieo trồng Rau muống rau muống nghiên cứu rau muống đối chứng 894 chứng khoảng từ 1 đến 2cm. Ta có thể lý giải đơn giản cho việc phát triển có sự chênh lệch đó là do rơm khô chứa nhiều không khí hơn so với xơ dừa nhưng lại giữ nước giữ ẩm kém hơn xơ dừa. Tỉ lệ 1:1 và 2:1 có nhiều không khí trong giá thể hơn tỉ lện 1:2 nhưng lại ít độ ẩm hơn. A B C D Hình 5.3. Rau mầm với tỷ lệ 1:2 (A) và tỷ lệ 2:1 (B) – Rau muống với tỷ lệ 1:1 (C) và tỷ lệ 2:1 (D) A B C D Hình 5.4. Rau muống với giá thể: rơm-xơ (A); xơ-rơm (B); rơm-xơ-rơm (C) và xơ-rơm-xơ (D) A B C D Hình 5.5. Rau mầm trồng bằng các giá thể: rơm – xơ (A); xơ-rơm (B); rơm-xơ-rơm (C) và xơ-rơm-xơ (D) 5.4. Xác định khả năng phát triển của rau muống và rau mầm trên giá thể phân 3 tầng rơm xơ rơm khi đƣợc cung cấp nƣớc sạch và nƣớc thải giặt Bảng 5.3. Bảng tổng hợp một số chỉ tiêu chất lượng rau muống và rau mầm sau thu hoạch của TN4 Gieo đến nảy mầm (ngày) Mọc ra lá thật (ngày) Chiều dài rễ (cm) Khối lƣợng cây (g) Năng suất lý thuyết (kg/m 2 ) Độ ẩm (%) Rau mầm xơ dừa 2 3 đến 4 1 đến 5 8 đến 9 87 Rau mầm rơm khô 2 4 đến 6 2 đến 5 8.5 đến 10 86 Rau muống xơ dừa từ 3 đến 4 từ 3 đến 4 6 đến 8 7 đến 10 5 đến 6.5 90 Rau muống rơm khô từ 3 đến 4 từ 3 đến 4 6 đến 11 9 đến 12 7 đến 9 88 Kết luận: Qua bảng thống kê 5.3 và đồ thị cho thấy rau trồng bằng giá thể phân tầng xơ – rơm – xơ và tưới bằng nước thải giặt cho năng suất cây cao hơn khi tưới bằng nước cấp. Nguyên nhân được đưa ra khi phân tích thành phần nước thải giặt có hàm lượng N P cao hơn nên cho cây phát triển mạnh hơn. Từ đây, ta có thể nhân rộng mô hình này và đây được xem là kết quả cuối cùng của nghiên cứu. 895 6. KẾT LUẬN Qua theo dõi đánh giá tình hình sinh trưởng, phát triển và năng suất, chất lượng của rau mầm và rau muống với các kiểu giá thể khác nhau, người thực hiện đề tài rút ra một số kết luận sơ bộ như sau: – Hiệu quả phát triển của rau với nước thải giặt là khá cao, trong đó rau muống phát triển hơn so với rau mầm. – Thí nghiệm 2 cho ta thấy được khả năng thay thế giá thể xơ dừa bằng giá thể rơm khô trong thủy canh. – Sự phát triển của cây rau phụ thuộc rất nhiều yếu tố như dinh dưỡng, pH, nhiệt độ, nồng độ O2 hòa tan, giá thể. Nghiên cứu đã tìm ra được giá thể tối ưu trong các cách pha trộn giá thể đơn giản nhất (theo tiến sĩ Lê Thị Khánh – Trường Đại học Nông Lâm Huế) là giá thể 3 tầng xơ rơm xơ. – Thí nghiệm được coi là đích đến của nghiên cứu là phối hợp giữa giá thể tối ưu tìm được với nước tưới là nước thải giặt. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Cao Thị Làn (2001). Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất xà lách, dưa leo, cà chua sạch trên giá thể trong nhà che phủ Đà Lạt, Đề tài Khoa học và Công Nghệ cấp Bộ, Trường Đại học Đà Lạt, Đà Lạt [2] Hồ Hữu An. Nghiên cứu công nghệ trồng rau sạch không cần đất, đề tài khoa học cấp Nhà Nước KC.07.20, 2005, trường ĐH Nông nghiệp I chủ trì [3] Nguyễn Minh Chung (2011). Nghiên cứu giải pháp công nghệ sản xuất một số loại rau ăn lá trái vụ bằng phương pháp thủy canh, Luận văn Tiến sĩ, Trường Đại học Thái Nguyên, Thái Nguyên [4] Nguyễn Thị Hằng. Nghiên cứu tận dụng bã mía làm giá thể trồng rau muống bằng công nghệ thủy canh tĩnh tại TPHCM, Đồ án tốt nghiệp trường Đại học Công nghệ TPHCM, TPHCM